Partie 3, section 18 — Rendement — essai du compensateur automatique de température (CAT)
Application
Le présent essai s'applique à tout appareil muni d'un compensateur automatique de température (CAT) mécanique ou électronique. Les CAT sont utilisés dans les distributeurs et les ravitailleurs de carburant, les distributeurs et les ravitailleurs de propane (obligatoire), les compteurs de produits pétroliers et de propane montés sur véhicules, les compteurs montés sur rampe de chargement servant à mesurer divers produits pétroliers et produits chimiques à température ambiante ainsi que dans les compteurs montés sur rampe de chargement servant à mesurer les produits chauffés comme le mazout lourd (combustible de soute) et le bitume. Les CAT doivent être approuvés séparément ou comme composants de l'indicateur.
Objet
La présente méthode sert à vérifier si le CAT effectue la conversion en respectant la marge de tolérance applicable.
Description
Un compensateur automatique de température (CAT) est un appareil qui ramène l'indication d'une mesure de volume à la valeur qui aurait été indiquée si le produit avait été à la température de référence (température à laquelle est réglé le CAT).
Un CAT comporte un capteur qui capte la température du produit au moyen d'un mécanisme hydraulique (système mécanique) qui réagit aux changements de température et au moyen d'une résistance ou d'un thermistor (système électronique) qui varie en fonction des changements de température.
Dans un CAT mécanique, l'engrenage planétaire modifie la vitesse d'entraînement de l'indicateur proportionnellement à l'écart entre la température du produit et la température de référence (15 °C pour les produits pétroliers). Le module du CAT dans un indicateur électronique joue le même rôle en choisissant le facteur de correction approprié correspondant à la température du produit ou en calculant un facteur selon la courbe de dilatation pré-programmée du produit.
Les compteurs électroniques peuvent être réglés pour afficher les volumes brut et net. Certains appareils mécaniques, comme les compteurs Liquid Control, comportent deux indicateurs mécaniques (indicateur double) : l'un affiche le volume brut et l'autre, le volume net. Ces indicateurs doivent être clairement différenciés. Certains compteurs mécaniques plus anciens de Neptune nécessitent la pose d'un totalisateur mécanique sur l'arbre d'entraînement.
Équipement d'essai et matériel de référence
Thermomètre électronique à graduations de 0,1 °C ou moins
Certificat de précision du thermomètre
Tables pertinentes des normes de l'ASTM-IP ou de l'API
Références législatives
R.270, AA, SVM 1-20, SVM 2-5, SVM 2-6, SVM 2-4, bulletin V-18.
Préparation générale et détermination des essais préalables
S'assurer que le compensateur est approuvé et qu'il convient à la masse volumique et à la plage de températures du produit à mesurer. Les renseignements nécessaires se trouvent dans l'avis d'approbation.
La température de référence à laquelle la compensation doit se faire est de 15 °C. Certains CAT mécaniques plus anciens encore en service pourraient effectuer la compensation à 60 °F.
Des valeurs fixes de masses volumiques ont été prescrites dans le cas des distributeurs, des ravitailleurs et des compteurs montés sur véhicules qui sont utilisés dans le commerce de détail et qui servent à mesurer l'essence (730 kg/m³), le diesel (840 kg/m³) et le propane commercial (510 kg/m³). Des masses volumiques ont aussi été prescrites pour d'autres liquides vendus au détail. Consulter le bulletin V-18 de Mesures Canada.
Dans le cas des compteurs montés sur rampe de chargement, la masse volumique du CAT peut être réglée à une valeur correspondant à la masse volumique normale du produit. Le réglage de la masse volumique est un paramètre scellable; avant de procéder aux essais, il faut établir la masse volumique à laquelle l'appareil a été réglé. De plus, il faut s'assurer que la masse volumique réglée correspond à la masse volumique normale du produit.
Méthode d'essai d'un CAT avec des compteurs électroniques et des compteurs mécaniques munis de deux indicateurs
Nota : La méthode d'essai suivante d'un CAT ne nécessite pas d'étalon (mesure ou cuve d'essai). L'essai peut être effectué lors du remplissage d'un contenant, le remplissage du réservoir d'une automobile, le chargement d'un camion citerne, ou en retournant le produit dans le réservoir.
Enlever le bouchon du puits d'essai et le remplir de pâte ou de liquide conducteur. Ne pas utiliser un liquide pouvant geler ou s'évaporer rapidement.
Insérer le thermomètre dans le puits d'essai avant le début des essais volumétriques de manière à stabiliser la température. S'assurer que les dimensions (diamètre et profondeur) du puits conviennent au type de thermomètre utilisé.
Régler le compteur (électronique) en mode d'essai (afficher le volume brut), le cas échéant. Les compteurs mécaniques munis de deux indicateurs affichent constamment les volumes brut et net.
Effectuer les différents essais volumétriques comme indiqué dans l'aperçu des méthodes d'inspection pour les divers types de compteurs. Pendant les essais, observer le thermomètre pour évaluer les variations de la température.
Comme le thermomètre a été inséré dans le puits avant les essais volumétriques, la température du système devrait s'être stabilisée et les variations de température devraient être réduites au minimum. Si la variation de la température est supérieure à ± 0,5 °C de la moyenne (plage de 1 °C), un essai précis ne peut être effectué. Faire circuler une quantité suffisante de produit pour stabiliser la température à l'intérieur d'une plage de 1,0 °C. Prendre note que la réaction du CAT mécanique est habituellement très lente, pouvant même prendre plusieurs minutes.
Exemple: Un essai est considéré valable seulement lorsque les températures observées pendant cet essai se situent à ± 0,5 °C de la température moyenne calculée pendant tout l'essai, c.-à-d. à 25 % du volume d'essai, la température était de 11,5 °C; à 50 %, elle était de 12,2 °C; à 75 %, elle était de 11,9 °C et à 95 %, elle était de 12,0 °C. Par conséquent, la moyenne calculée est de 11,9 °C et on peut considérer l'essai valable et la température stable, puisqu'elle est demeurée entre 11,4 °C et 12,4 °C (1 °C) ou, en d'autres mots, elle est demeurée à ± 0,5 °C de la température moyenne (11,9 °C ).
Révision avril 2010
Mettre immédiatement l'indicateur du compteur à zéro (les deux indicateurs dans le cas d'un compteur mécanique muni de deux indicateurs) et faire circuler une quantité de produit au moins égale à 2 000 fois le plus petit échelon du compteur, comme défini par la SVM 1-20.
Noter précisément les températures affichées par le thermomètre électronique (étalon) à 25 %, à 50 %, à 75 % et à 95 % du volume d'essai.
Noter précisément les relevés de volumes brut et net.
Calculer la température moyenne en tenant compte de la correction du thermomètre (voir le certificat d'étalonnage).
Calculer le facteur de correction volumétrique (FCV) réel : volume net affiché/volume brut affiché.
À la section appropriée des tables de l'API ou de l'ASTM-IP, trouver et noter le FCV théorique correspondant à la température moyenne enregistrée et à la masse volumique à laquelle le CAT est réglé.
Retirer le thermomètre du puits et remettre le bouchon en place. Remettre le compteur en mode maintenance et le sceller. Vérifier qu'il fonctionne bien dans ce mode.
Interprétation des résultats et exemple pour les CAT électroniques
Comparer le FCV réel au FCV théorique. L'écart entre les deux doit être égal ou inférieur à la valeur représentant 1°C (marge de tolérance en service).
Nota : Dans le cas des essais effectués sur le terrain, toujours appliquer les marges de tolérance en service.
Exemple 1 : Calcul des marges de tolérance en service pour un CAT électronique utilisé avec des distributeurs d'essence. La masse volumique est de 730 kg/m³.
Température moyenne de l'essai = 22 °C
FCV de la table 54B de l'API (730 kg/m³) à 22°C = 0,9912
Volume brut = 22 L
Volume net = 21,92 L
Facteur de correction volumétrique réel = net⁄brut = 21,92⁄22 = 0,99636
Marge de tolérance en termes de facteurs. Le facteur réel doit se situer entre le FCV (23 °C) et le FCV (21 °C), ou entre 0,99 and 0,9925. Le distributeur ci-dessus échoue à l'essai.
Interprétation des résultats et exemples pour les CAT mécaniques
Calculer la température moyenne à partir des relevés effectués pendant l'essai. Trouver le facteur de réduction du volume pour le produit livré dans les tables de référence appropriées de l'ASTM ou de l'API. Comparer ce facteur à la valeur indiquée sur le compensateur. Calculer la température médiane (le point médian) du compensateur (voir la plaque signalétique du compensateur ou consulter l'avis d'approbation).
Nota : Dans le cas des CAT approuvés et utilisés pour le propane, le point médian employé est toujours de 15 °C.
Soustraire la température d'essai de la température médiane pour obtenir △T.
Exemple 2 : Détermination de la valeur de ▵T
Plage de températures approuvées indiquée sur le CAT = de −30 °C à + 40 °C
Température médiane du CAT = (−30 °C + (+ 40 °C)÷2 = 5 °C
Température d'essai enregistrée = 25 °C
△T = 25 °C − 5 °C = 20 °C
Nota : Sauf dans le cas des gaz liquéfiés, △T ne doit jamais dépasser 15 °C lors du calcul de la marge de tolérance. Calculer la marge de tolérance en utilisant la formule indiquée au tableau applicable de l'article 270 du Règlement sur les poids et mesures.
Nota : Toutes les marges de tolérance énoncées dans les exemples suivants s'appliquent à la vérification en service.
Nota : Dans le cas des CAT mécaniques, il faut utiliser la masse volumique indiquée sur la plaque signalétique du compensateur. Toutefois, le CAT doit être réglé à une masse volumique qui convient au produit mesuré. L'avis d'approbation pourrait prévoir des exemptions. Consulter l'avis d'approbation.
Exemple 3 : Calcul des marges de tolérance en service pour un CAT utilisé pour le gaz propane liquéfié; la masse volumique indiquée sur la plaque signalétique du CAT est de 510 kg/m³.
Température médiane d'un CAT utilisé pour le propane (toujours) = 15 °C
Température moyenne de l'essai = 5 °C
FCV de la table 54 de la norme D1250 de l'ASTM-IP (510 kg/m³) à 5 °C = 1,028
△T = 15 °C − 5 °C = 10 °C
Marge de tolérance (−) = FCV − 0,0020 − (0,00036 × △T)
= 1,028 − 0,0020 − (0,00036 × 10) = 1,0224
Marge de tolérance (+) = FCV + 0,0020 + (0,00018 × △T)
= 1,028 + 0,0020 + (0,00018 × 10) = 1,0318
Pour un essai de 400 L (brut), le volume net enregistré doit se trouver entre les valeurs suivantes :
Valeur acceptable maximale (+) = 400 L × 1,0318 = 412,72 L
Valeur exacte = 400 L × 1,028 = 411,2 L
Valeur acceptable minimale (−) = 400 L × 1,0224 = 408,96 L
Exemple 4 : Calcul des marges de tolérance en service pour un CAT utilisé pour le combustible de soute; la masse volumique indiquée sur la plaque signalétique du CAT est de 996 kg/m³.
Plage de températures indiquée sur la plaque signalétique du CAT = de + 40 °C à 110 °C
Température médiane du compensateur = 75 °C
Température moyenne de l'essai = 63 °C
FCV de la table 54A de l'API (996 kg/m³) à 63 °C = 0,9700
△T = 75 °C − 63 °C = 12 °C
Nota : La différence maximale utilisée pour le calcul est de 15 °C.
Marge de tolérance (−) = FCV − 0,0020 − (0,00036 × △T)
= 0,9700 − 0,0020 − (0,00036 × 12) = 0,96368
Marge de tolérance (+) = FCV + 0,0020 + (0,00018 × △T)
= 0,9700 + 0,0020 + (0,00018 × 12) = 0,97416
Pour un essai de 2 000 L (brut), le volume net enregistré doit se trouver entre les valeurs suivantes :
Valeur acceptable maximale (+) = 2 000 L × 0,97416 = 1 948,32 L
Valeur exacte = 2 000 L × 0,9700 = 1 940 L
Valeur acceptable minimale (−) = 2 000 L × 0,96368 = 1 927,36 L
Révision 1
Révision avril 2010. La méthode a été révisée pour corriger une erreur typographique et clarifier davantage les exigences relatives à la stabilisation de la température du produit. Un exemple a aussi été ajouté pour expliquer comment déterminer la stabilité de la température pendant un essai et que ce dernier peut être considéré valable. Initialement, au milieu des années 1980, la méthode exigeait que la température soit stable à ± 0,5 °C. Cette exigence était exprimée sous la forme indiquée précédemment ou sous la forme d'une plage de 1,0 °C dans tous les documents, y compris les manuels de formation, les MEN antérieures et les photocopies, jusqu'à ce que la présente version du Manuel de l'inspecteur soit élaborée et qu'on omette le signe « ± ».